深度报告-20220810-国金证券-基础化工行业研究_产业化迎来拐点_下游应用全面开花_40页_3mb

资源与环境研究中心：基础化工行业研究

核心内容概述

本报告主要分析碳纤维行业的发展趋势、应用领域及投资机会，重点指出新能源行业的快速发展将推动碳纤维需求的快速增长，同时强调中国碳纤维产能的快速扩张及大丝束技术的突破对行业发展的积极影响。报告还对部分重点企业进行投资建议，并提示相关风险。

主要观点

• 碳纤维性能优异：碳纤维具有高强度、高模量、质轻、耐腐蚀、耐高温等特性，广泛应用于航空航天、风电叶片、汽车工业、体育休闲等领域。
• 新能源行业推动需求增长：风电叶片大型化、光伏大尺寸硅片、氢燃料电池车推广等新能源行业的发展，将显著提升碳纤维的需求。
• 航空航天领域潜力巨大：碳纤维在商用飞机、无人机、军用飞机、卫星、火箭等领域的应用广泛，需求空间巨大。
• 中国碳纤维产能扩张迅速：2021年中国碳纤维运行产能达6.34万吨，占全球的30.5%，未来几年国内产能仍将快速增长。
• 大丝束成为重要方向：大丝束碳纤维因成本低、应用广泛，成为我国碳纤维发展的重要方向，有助于实现国产替代。
• 重点企业投资建议：建议关注吉林化纤、中复神鹰、光威复材和中简科技等企业在碳纤维产业链中的布局及发展前景。

关键信息

市场数据

全球与国内碳纤维需求

• 2021年全球碳纤维需求量：11.8万吨，年复合增长率9.5%。
• 2021年中国碳纤维需求量：6.24万吨，同比增长27.7%。
• 风电叶片：2021年全球需求量3.3万吨，占比28%；中国需求量2.25万吨，占全球68.2%。
• 航空航天：2021年全球市场规模11.88亿美元，占比35%；中国需求量仅2000吨，未来有较大提升空间。
• 压力容器：2021年全球需求量约4.3万吨，中国需求量约3.3万吨；预计2025年中国需求量达6600吨，四年CAGR达21.7%。
• 碳碳复材：预计2025年中国碳碳复材用碳纤维需求量达13700吨，四年CAGR达18%。

技术与产业趋势

• 大丝束技术突破：中国大丝束碳纤维产能快速扩张，2021-2023年新增名义产能分别占国内新增产能的58%、93%、61%。
• 拉挤梁工艺：VESTAS的拉挤碳梁工艺推动了大丝束碳纤维在风电叶片中的应用，2022年专利到期后，国内需求有望进一步增长。
• 成本与性能：大丝束碳纤维成本较低，适合工业与民用领域；小丝束碳纤维性能更高，用于高端领域如航空航天和军工。

投资建议

• 吉林化纤：供应链配套完善，大丝束产能快速扩张。
• 中复神鹰：高性能碳纤维龙头企业，布局航空航天与新能源领域。
• 光威复材：全产业链布局，军品民品双轮驱动。
• 中简科技：聚焦小丝束高端产品，供应航天军工。

风险提示

• 市场竞争加剧
• 风电市场开拓不及预期
• 航空航天等高端领域发展不及预期
• 新技术开发冲击
• 原材料价格大幅上涨
• 成本下降不及预期

图表目录

• 图表1：碳纤维产业链
• 图表2：碳纤维与其他材料力学性能对比
• 图表3：树脂基复合材料是碳纤维复合材料的主要形式
• 图表4：三种碳纤维分类（原丝分类）对比
• 图表5：三种碳纤维分类（原丝分类）占比
• 图表6：碳纤维力学性能划分与海内外牌号对比
• 图表7：碳纤维主要应用领域性能要求
• 图表8：按力学性能分全球碳纤维需求量
• 图表9：碳纤维及其复合材料应用领域不断拓展
• 图表10：2008-2021年全球碳纤维运行产能、需求量及增速
• 图表11：2021年全球碳纤维分行业需求量
• 图表12：2021年全球碳纤维分行业市场规模
• 图表13：2021年碳纤维下游应用领域价格
• 图表14：中国碳纤维分行业需求量近三年CAGR
• 图表15：2021年中国和全球碳纤维下游应用领域对比
• 图表16：全球风电累计装机容量及增速
• 图表17：中国风电累计装机容量及增速
• 图表18：为实现1.5℃以内升温目标所需风电装机容量测算
• 图表19：全球风电叶片用碳纤维需求量
• 图表20：2010-2020年中国新增装机风轮直径占比
• 图表21：全球与国内海上风电累计装机量
• 图表22：“十四五”各省规划海上风电装机容量
• 图表23：中国风电叶片用碳纤维需求量
• 图表24：我国风电机组平均单机容量
• 图表25：中国风电市场碳纤维需求量测算
• 图表26：全球新增光伏装机量
• 图表27：中国新增光伏装机量
• 图表28：光伏单晶炉热场系统
• 图表29：碳碳复材用碳纤维预制体制作流程
• 图表30：单晶拉制炉热场产品替代率逐步提升
• 图表31：中国碳碳复材市场碳纤维需求量测算
• 图表32：中国氢燃料电池车销量
• 图表33：“3+2”燃料电池车示范群车辆推广目标
• 图表34：中国氢燃料电池车销售结构
• 图表35：近年我国燃料电池专用车车型吨位结构走势
• 图表36：全球压力容器用碳纤维需求量
• 图表37：中国压力容器用碳纤维需求量
• 图表38：中国压力容器市场碳纤维需求量测算
• 图表39：2021年碳纤维在航空航天细分领域占比
• 图表40：全球航天航空碳纤维需求量
• 图表41：全球航空航天用碳纤维分行业需求量
• 图表42：复合材料在民机结构中的应用增长趋势
• 图表43：波音B787复合材料占比
• 图表44：空客A350复合材料占比
• 图表45：波音商用飞机及B787历年交付量
• 图表46：空客商用飞机及A350历年交付量
• 图表47：ARJ21历年交付数量
• 图表48：C919应用碳纤维复合材料图示
• 图表49：中国民用无人机历年市场规模
• 图表50：部分中、美无人机复合材料的使用情况
• 图表51：先进复合材料在军用飞机上的应用比例
• 图表52：中美机型碳纤维材料使用比例对比
• 图表53：2021年中国战斗机数量占比
• 图表54：2021年美国战斗机数量占比
• 图表55：我国航天发射次数
• 图表56：我国高铁密度及增速
• 图表57：我国动车组保有量基增速
• 图表58：中国城市轨道交通建设运营情况
• 图表59：下一代地铁列车碳纤维应用
• 图表60：全球汽车用碳纤维需求量
• 图表61：中国汽车用碳纤维需求量
• 图表62：各类汽车轻量化材料性能比较
• 图表63：2021年全球主要企业碳纤维产能及扩产计划
• 图表64：中国碳纤维自给率大幅提升
• 图表65：国内大、小丝束碳纤维价格
• 图表66：国内企业2022-2023年碳纤维扩产统计

结论

碳纤维行业正处于快速发展阶段，新能源行业尤其是风电、光伏和氢燃料电池车的推动，将显著提升碳纤维的需求。中国在大丝束碳纤维技术上的突破和产能扩张，为实现国产替代提供了重要支撑。随着技术进步和市场需求的增长，碳纤维在航空航天、汽车、轨道交通等领域的应用将进一步扩大，相关企业将迎来发展机遇。然而，行业仍面临市场竞争加剧、成本控制等风险，需持续关注。